2013年7月，多特蒙德足球俱乐部与姆希塔良签订了合同，并支付了2500万欧元的转会费。之后，姆希塔良迅速成为多特蒙德主力前腰，在欧冠和德甲比赛中出场19次，打进4球并助攻5次，有助于队伍从死亡之组中成功晋级。在2014年的德国超级杯中，他帮助多特蒙德2-0击败拜仁慕尼黑，赢得了冠军头衔。
在2015-16赛季，姆希塔良继续保持稳定的状态。他在整个赛季代表多特蒙德出场51次，攻入23球并提供32次助攻，其中在德甲联赛中他打入11球并有15次助攻，这使他获得了该赛季的最佳助攻奖项。
随后，在2016年7月6日，曼彻斯特联宣布他们已从多特蒙德签下姆希塔良。加入曼联后，他表示自己非常自豪能加入这样一家有着辉煌历史的俱乐部，并希望为它做出贡献。之后，他在对阵莱斯特城的比赛中连续第三个月被评为曼联最好的进球。
然而，在2018年1月23日，姆希塔良又转会到了阿森纳足球俱乐部。在那里，他获得了亚美尼亚足球先生奖，这是他第八次获此殊荣。此外，他还两度当选为阿森纳三月份和四月份最佳球员。
最后，在2019年9月2日，他租借加盟意甲的罗马足球俱乐部，并且如果租借期满，则罗马将以1500万欧元买断他的合约。不过，由于2020年的意甲第18轮比赛时受伤，其职业生涯遭遇了一些挫折。
